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1、编号：（ ）字 号本科生毕业设计(论文) PLC控制系统在煤矿空压机中的应用 黄 山 04041333自动化04-1题目： 姓名： 学号： 班级： 二八年六月中 国 矿 业 大 学本科生毕业设计姓 名： 黄山 学 号： 04041333 学 院： 信息与电气工程学院 专 业： 自动化 设计题目： PLC控制系统在煤矿空压机中的应用 专 题： 指导教师： 郝榕 职 称： 高级工程师 2008 年 6 月 徐州中国矿业大学毕业设计任务书学院 信电学院 专业年级 自动化041学生姓名 黄 山 任务下达日期：2008年 2 月 25 日毕业设计日期： 2008年 2月 25日 至 2008年 6 月
2、20 日毕业设计题目：PLC控制系统在煤矿空压机中的应用毕业设计专题题目：毕业设计主要内容和要求：（1）查阅相关资料，了解煤矿空气压缩机的工作原理与控制方式。（2）采用PLC和变频器为煤矿空压机控制系统的调节器，设计系统硬件电路。（3）根据硬件电路，完成煤矿空压机控制系统的软件设计。（4）完成3000字以上与本设计相关的英文翻译。院长签字： 指导教师签字：中国矿业大学毕业设计指导教师评阅书指导教师评语（基础理论及基本技能的掌握；独立解决实际问题的能力；研究内容的理论依据和技术方法；取得的主要成果及创新点；工作态度及工作量；总体评价及建议成绩；存在问题；是否同意答辩等）：成 绩： 指导教师签字：
3、 年 月 日中国矿业大学毕业设计评阅教师评阅书评阅教师评语（选题的意义；基础理论及基本技能的掌握；综合运用所学知识解决实际问题的能力；工作量的大小；取得的主要成果及创新点；写作的规范程度；总体评价及建议成绩；存在问题；是否同意答辩等）：成 绩： 评阅教师签字： 年 月 日中国矿业大学毕业设计答辩及综合成绩答 辩 情 况提 出 问 题回 答 问 题正 确基本正确有一般性错误有原则性错误没有回答答辩委员会评语及建议成绩：答辩委员会主任签字： 年 月 日学院领导小组综合评定成绩：学院领导小组负责人： 年 月 日摘 要空气压缩机(简称空压机)是一种用来压缩气体提高气体压力或输送气体的机械。空压机的用途
4、很广，几乎遍及工农业、国防、科技、民用等各个领域。但是，传统的空压机由于控制方式落后、自动化程度不高造成其运转效率低、耗电量大，成本高，特别是矿用大型空气压缩机，每天24小时不间断运行，其中相当长时间是在空载或轻载下运行，供气压力不稳定，系统能耗很大。改变空压机控制方式，提高空压机的运行效率，降低能耗具有十分重要的意义。本文提出了一种提高空压机恒压供气稳定运行的方案，通过PLC和变频器实现对3台空压机的自动控制。该方案采用变频器实现对空压机“一拖多”的控制，PLC实现变频器的工频与变频的转换控制，以及切换变频器对某台空压机进行控制。系统利用压力传感器采集气包出口压力，通过变送器输出420毫安标
5、准信号至PLC模拟输入端口，经过PLC内部PID算法，送出控制信号至变频器，变频器根据送来的信号改变输出电压的频率，来调节电机转速，以确保供气压力的恒定。当变频器控制当前机由变频转为工频，而供气压力仍不满足时，则由PLC控制变频器软启动下一台空压机变频运行，依次开启。当变频器输出电压的频率已降至下限值，而供气压力仍高于所需压力，则由PLC控制变频器关闭当前机，变频器转而变频控制另一台运行的空压机。关键词：PLC； 空气压缩机； 变频器； PID调节器ABSTRACTThe air-compressor is one kind of machines which can transform me
6、chanical energy into gaseous energy by increasing the air pressure and transporting the gaseous energy. The air-compressor is used very widely such as agriculture, national defense, technology, public and other almost all realm. However, air-compressors have some shortages such as low efficiency, hi
7、gh consuming of electricity energy, too much servicing work and high cost. Especially, the huge air-compressor used in mines runs 24 hours every day without break, with a long time without load. Increasing the efficiency of air-compressor and declining energy consume by changing the system control m
8、ode are very important. To solve this problem, the scheme which guaranteed the output air pressure of Air Compressors to keep invariableness and stable operation, come true the auto-control to Air Compressors by PLC and the inverter. The scheme adopted the inverter in order to carry out “multi-split
9、” control to the Air Compressor. Meanwhile, PLC implemented the shift of inverter between industrial frequency and frequency conversion, as well as the switch of the inverter control of Air Compressors. The system made use of a pressure sensor to collect the pressure signal of gas tank, then the tra
10、nsmitter transferred the signal into the standard signal of 420mA and sent it to PLCs analog input pot. The control signal was delivered to inverter after calculating PID in PLC. Finally, in accordance with the signal, the inverter altered the frequency of output voltage in order to adjust rev of el
11、ectromotor, to make sure the invariableness of feed-air pressure. If the inverter controls the Air Compressor which was dominated currently switches frequency conversion to industrial frequency, and the feed-air pressure was still lacking, then the inverter of being controlled by PLC would startup t
12、he next Air Compressor, which was the mode of frequency conversion operates, and others will startup analogically. If the output voltage frequency of the inverter has fallen into the lower-limited, however, the feed-air pressure was higher than the demand yet, and then the inverter which was control
13、led by PLC will close the Air Compressor that was dominated currently, and control another operating Air Compressor in the mode of frequency conversion. This method realized the invariableness of the Air Compressor in coal mines, and reduced the wastage of power.Keywords：PLC; Air Compressors; inverter; PID目 录1 概述11.1课题的背景和意义11.2空气压缩机11.2.1螺杆式空压机2
